某铀矿山退役分矿环境放射性现状调查

宋凯林

（辽宁省能源地质勘查开发研究院有限责任公司，辽宁 沈阳110000）

近年来，伴随着科学技术的发展和综合科研能力的提高，我国在天然矿物资源的开发与利用方面取得了诸多成效。天然矿藏本身具有极高的科研价值，它也能够为人类社会带来巨大的经济效益。但部分矿物含有天然放射性成分，若未经充分准备就盲目开发必然会造成严重后果。为此，从矿物资源利用率、开采过程的安全和规范性等角度考虑，相关技术人员和放射性矿物开发项目负责人需要详细、全面的掌握矿区的实际情况，并以详尽的客观勘察数据作为参照，制定符合施工安全要求又便于实施的开发方案。一直以来，放射性矿物资源开发中产生的废物的处置都是环保领域所重点关注的问题。特别是我国境内大规模铀矿的开采，要结合以往开采经验和放射性的科学管控方式，妥善解决放射性铀矿开采带来的环境影响，通过体系化的放射性废物处理规范加强污染源的管控。首先分析退役铀矿山不同污染源的辐射量贡献值，并在此基础上根据实测数据提出铀矿山退役后应对其造成的环境污染的解决对策，有效缓解铀矿山辐射危害防护工作的开展压力，进而促进矿物资源的环保、安全、高效开发。

1 矿山基本情况介绍

研究对象是一处有着40 余年历史的铀矿山，所处地理位置属于丘陵地区，自然水系较为发达，沟壑平均深度较大。地质构成方面，该铀矿山周边是以酸性岩浆岩为主要成分的复杂性地质体。矿山整体走势呈东西向分布，其基地属于断裂构造，断层分布密集。矿区地理位置在降雨量充足的亚热带气候地区，年平均气温约18℃，平均湿度81%。此次参与环境放射性调查的退役分矿属于正常终产分矿，退役后已进行过综合环境治理。

2 调查内容与主要方式

2.1 调查内容

针对此处退役分矿的实际环境情况，结合放射性调查的基本要求和必要的监测项目设定测量内容如下：铀矿工作区域和生活区域的γ 外照射剂量、空气中氡元素的浓度以及土壤环境中的天然放射性核素226Ra、232Th、40K 的含量。另外，考虑到该退役分矿周边的自然水系较为丰富，为了使调查结果和测量数据更具客观性和真实性，又额外选择了三处监测点，分别是该分矿的总排水口，自然水系汇入点以及生活区饮用水样本采集点。对这三个位置水体中的放射性元素铀、镭的含量以及核素总α，总β 的数值进行测定。

2.2 调查方法和仪器装置

为了从测量方式和仪器装置的使用方面确保环境放射性调查的客观性和数据的真实性，需要在调查中选用专用的辐射测量仪保证测量质量。其中，对Gamma 辐射仪器进行核素刻度设定，自然水样分析使用平行双样回收方式，土壤样品的采集和测量均采取实验室外检等方式。以上手段的综合应用能够从多个维度对不同的样品起到监测质量的保证作用。具体来说，γ 辐射测量仪用于测量γ 辐射的数值，需要调节的参数包括能量相应参数、宇宙射线响应值及对应的量程范围等；测量空气中放射性元素的含量需要使用专用的氡及子体监测仪，可调整的项目包括氡浓度、氡子体浓度的量程范围，同时下限值和敏感度也需要根据现场环境调整；土壤或岩石样本的天然放射性核素监测可使用来自美国ORTEC 的γ 能谱仪，其常规使用效率在40%左右浮动。最后，自然水体中的不同放射性核素的测量方法和使用的仪器有所差异，例如铀的放射性测量一般使用极谱法，这里以型号为JP-303 的极谱仪为例，对应的探测下限约0.2μg/L，一般的铀矿环境放射性测定基本可满足使用需要。而水中镭的测量需要用到射气法，对应的装置是FD-125 测氡仪，最低测量浓度7.4×10-4Bq/L。环境总α 和β 的放射性测量选用相对薄膜法，二者对应的探测下限浓度分别为0.02Bq/L 和0.01Bq/L。以上仪器的配置和主要参数的设定仅适合此处退役分矿，具体的测量内容及方案必须根据环境放射性测量的项目需求而定。

3 调查结果的分析与数据统计

3.1 γ 辐射含量

如表1 所示，列出了该退役分矿各监测点的γ 辐射水平测定对照结果。从表中所列出的数据可以明显看出，不同监测点的γ 辐射水平均在权限范围内。并且经过综合治理已完全达到环保性规范和要求。整体来看，作为存放开采矿石的矿石仓及废石场的治理效果总体较好，相应的辐射水平均和对照点较为接近。根据天然γ 辐射所产生的有效剂量当量率和空气吸收剂量率的比值，可以估算出受此铀矿影响的居民和工人的年有效剂量，即由这一指标所估算出的退役分矿受辐射影响程度。

表1 各检测点γ 辐射水平对照

3.2 空气中氡浓度

与上述γ 辐射的测定和对照方式相似，对空气中氡含量的测定依然选择以上几个区域。从其结果来看，空气中氡及其子体的浓度与对照点之间的差异均较小。各分矿主要工作场所的浓度要略高于对照点。已经停止开采并进行过综合治理的矿井各监测点的氡析出率均已达到治理要求。

3.3 土壤天然放射性核素

根据已经设定完毕的各监测点天然放射性核素的含量测定结果显示，该分矿各监测点土壤放射性核素含量低于治理限值。而生活区农田采样点的放射性核素40K 含量较高，分析其原因是因为农田中钾肥使用量较大所致，造成了K 同位素的影响。

3.4 水体放射性含量

根据《放射卫生防护基本标准》的相关规定，226Ra 的导出食入浓度限值为9.2Bq/kg。而根据水样分析的结果，各采样点中226Ra 的浓度均低于上述限制。且分矿排水沟的汇入点处镭的浓度也低于该限制。

4 结论

通过对本次铀矿山退役分矿环境放射性调查的结果统计及数据分析，可基本得出以下调查结论。首先，该处退役分矿的主要采矿场地及工作场所的γ 辐射水平在限定值范围内，说明其前期的综合治理已经完全符合环境标准及相关环境法规的要求。其次，该处分矿附近空气中氡及其子体的浓度在各对照点之间所呈现出的差异变化不大，并且各监测点的氡元素放射性析出率均已达到治理的浓度要求。而对于土壤样本中所采集到的天然放射性核素226Ra、232Th、40K 的含量，均相对于参照点更高。自然水体中天然铀和226Ra 的含量差别存在较大的差距。在该处退役分矿生活区域的饮用水监测点，其放射性水平总体较低。而各工作开采场所测量值较高。最后，本次调查的结果具备足够的客观性和真实性。相应的数据能够充分说明该退役矿山分矿的区域性治理差异。因终采而退役的分矿各部分的监测项目及数值全部符合标准。周边工作场所和生活区域均未受到严重污染。该分矿周围区域的环境放射性指标均处于理论允许范围之内，充分证实了前期治理的理想效果。